本研究主要在探討熱軋連續退火製程(APL)、批次退火製程(BA)與冷軋製程階段之應變模式改變對非方向性電磁鋼片集合組織之影響，並觀察經退火處理後集合組織之演化。
以X光繞射(X-ray diffraction, XRD)分析試片之巨觀集合組織，並使用背向散射電子繞射(electron backscatter diffraction, EBSD)分析試片之微觀集合組織，以兩種不同尺度觀察並了解熱軋退火集合組織與冷軋應變模式改變對非方向電磁鋼片集合組織之影響。
於熱軋退火試片之分析，可觀察到APL與BA之熱軋退火(hot rolling, HR)試片的表層、次表層與中心層之集合組織分布相似，但晶粒形貌與晶粒尺寸有明顯差異。HR試片之表層的集合組織為Goss、Copper與Brass方位，次表層為Goss與Rotated cube方位，中心層為α-fiber與γ-fiber，但APL HR試片之晶粒尺寸明顯大於BA HR試片。
於冷軋後之分析，可觀察到熱軋退火試片分層之集合組織具高強度之α-fiber與γ-fiber，經冷軋後之α-fiber強度高；若具高體積分率之Goss方位，經冷軋後{111}<112>方位之體積分率高。並可觀察到熱軋退火試片分層受冷軋之平面應變作用後，α-fiber強度較集中於{224}<110>方位，而γ-fiber強度較集中於{111}<110>方位；而受剪切應變之作用下，Rotated cube方位與{111}<112>方位強度較高。
在冷軋試片退火後之分析可觀察到批次退火製程(BA)之電磁鋼片與連續退火製程(APL)之電磁鋼片之集合組織經過退火至完全再結晶階段，兩者主要之差異為Goss方位所占比例，其中以批次退火製程(BA)之電磁鋼片有較高Goss方位之比例進入晶粒成長階段。

This study mainly focuses on the influence of hot band annealing process, which are annealing pickling line (APL) and batch annealing (BA), and the strain mode change of the hot rolled specimen in the following cold rolling (CR) process on the textures and microstructures formation of a non-oriented electrical steel (NOES). Texture evolutions after final annealing treatments on the CR specimens were also observed.
X-ray diffraction (XRD) was used to analyze the macrotextures, and using the electron backscatter diffraction (EBSD) was used to analyze the microtextures. These two methods were used to observe and understand the influence of the hot band annealed microstructures and textures in the following CR strain mode change on the textures and micrstructures of the non-oriented electrical steel sheets at two different scales.
According to the results of XRD and EBSD experiments, it was found that the two annealing processes caused different microstructures and texture distributions on the hot-rolled and annealed specimens. After cold rolling, due to microstructures, texture, and strain modes of the hot band annealed microstructure, the microstructures of the specimens show different distributions in the different locations of the specimens. These factors further affect the annealed microstructure of the cold rolled specimens.
The full recrystallized textures this NOES of both APL and BA hot band annealed followed by CR specimens were obtained after heat treatments. The difference between the two spcimens (APL vs. BA) was found to be mainly the proportions of Goss orientation, in which the NOES sheets produced by BA specimen has a higher Goss orientation after the complete of recrystallization.

論文審定書 i
摘要 ii
Abstract iii
第一章 前言 1
第二章 文獻回顧 3
2.1 非方向性電磁鋼片 3
2.1.1 電磁鋼片的特性與分類 3
2.2 電磁特性 3
2.2.1 磁通密度 3
2.2.2 鐵損值 4
2.2.2.1 磁滯損 4
2.2.2.2 渦流損 5
2.2.2.3 異常渦流損 5
2.2.3 集合組織對電磁鋼片電磁特性之影響 5
2.2.4 晶粒大小對電磁鋼片電磁特性之影響 5
2.3 集合組織與集合組織分析技術 6
2.3.1 集合組織基本定義 6
2.3.2 布拉格繞射與極圖分析原理 6
2.3.3 尤拉空間、尤拉角與方位分布函數 6
2.3.4 背向散射電子繞射術 7
2.4 冷軋 8
2.4.1 冷軋後對微觀組織之影響 9
2.4.2 冷軋對集合組織之影響 9
2.4.3 晶粒尺寸對冷軋集合組織之影響 9
2.5 退火 10
2.5.1 回復 10
2.5.2 再結晶 11
2.5.2.1再結晶之微觀組織 11
2.5.2.2再結晶之集合組織 11
2.5.3 晶粒成長 12
2.5.3.1 晶粒成長階段之微觀結構 12
2.5.3.2 晶粒成長階段之集合組織 12
2.6 熱軋退火製程對熱軋退火試片微觀結構與集合組織之影響 13
第三章 實驗目的 15
第四章 實驗方法與步驟 16
4.1 實驗材料 16
4.2 試片製程 16
4.2.1 電磁鋼片熱軋板之連續退火製程 16
4.2.2 電磁鋼片熱軋板之批次退火製程 16
4.3 實驗方法 16
4.3.1 熱軋退火試片之研磨製程 16
4.3.2冷軋製程 17
4.3.3 冷軋試片退火製程 17
4.3.4 微硬度量測 17
4.3.5 X光繞射分析 18
4.3.5.1 X光繞射分析之分析試片位置與命名 19
4.3.6 掃描式電子顯微鏡之背向散射電子繞射分析 19
4.3.7 背向散射電子繞射之晶粒方位分析 20
4.3.7.1 反極圖地圖計算 20
4.3.7.2 集合組織分析 20
4.3.7.3 再結晶分析 20
4.3.7.4 再結晶比例計算 21
4.3.7.5 再結晶晶粒之集合組織計算 21
第五章 熱軋連續退火製程(APL)電磁鋼片之實驗分析結果 22
5.1 熱軋退火 22
5.1.1巨觀集合組織分析 22
5.1.2微觀集合組織分析 23
5.1.2.1 APL HR試片之晶粒形貌與集合組織分布 23
5.1.2.2 APL HR試片經研磨後之微結構與集合組織分布(APL Type 1 (S to C), APL Type 2 (SS to SS)) 24
5.2 冷軋 24
5.2.1 巨觀集合組織分析 24
5.2.1.1 APL HR試片之表層、次表層與中心層受冷軋剪切應變作用之集合組織演化 24
5.2.1.2 APL HR試片之次表層與中心層受冷軋平面應變作用之集合組織演化 26
5.2.1.3 APL HR試片之次表層受冷軋剪切應變與平面應變之集合組織演化差異 27
5.2.1.4 APL HR試片之中心層受冷軋剪切應變與平面應變之集合組織演化差異 27
5.2.2 微觀集合組織分析 28
5.2.2.1 APL Type 1 (S to C)試片經冷軋後之微結構與集合組織分布 28
5.2.2.2 APL Type 2 (SS to SS)試片經冷軋後之微結構與集合組織分布 28
5.2.2.3 APL Type 1 (S to C)與APL Type 2 (SS to SS)試片經冷軋後之微結構與集合組織分布之差異 29
5.3 退火軟化曲線 30
5.4 退火處理-再結晶階段 30
5.4.1 巨觀集合組織分析 30
5.4.1.1 APL S-S、SS-S與C-S經不同再結晶階段退火後集合組織之演化 30
5.4.1.2 APL SS-C與C-C經不同再結晶階段退火後集合組織之演化 33
5.4.1.3 APL SS-S與SS-C經不同再結晶階段退火後集合組織演化之比較 35
5.4.1.4 APL C-S與C-C經不同再結晶階段退火後集合組織演化之比較 36
5.4.1.5 APL冷軋試片於再結晶過程之各層集合組織演化之比較 38
5.4.2 微觀集合組織分析 39
5.4.2.1 APL Type 1冷軋後經退火處理後達不同再結晶階段微觀結構與集合組織之分布 39
5.4.2.1.1 再結晶晶粒之方位分布函數 42
5.4.2.1.2 再結晶晶粒之集合組織統計 43
5.4.2.1.3 晶粒方位差 44
5.4.2.2 APL Type 2冷軋後經之退火處理後達不同再結晶階段微觀結構與集合組織之分佈 44
5.4.2.2.1 再結晶晶粒方位分布函數 46
5.4.2.2.2 再結晶晶粒集合組織之統計 47
5.4.2.2.3 晶粒方位差 48
第六章 熱軋批次退火製程(BA)電磁鋼片之實驗分析結果 49
6.1 熱軋退火 49
6.1.1 巨觀集合組織分析 49
6.1.2 微觀集合組織分析 49
6.1.2.1 BA HR試片之晶粒形貌與集合組織分布 49
6.1.2.2 BA HR試片經研磨後之微結構與集合組織分布(BA Type 1 (S to C), BA Type 2 (SS to SS)) 50
6.2 冷軋 51
6.2.1 巨觀集合組織分析 51
6.2.1.1 BA HR試片之表層、次表層與中心層受冷軋剪切應變作用之集合組織演化 51
6.2.1.2 BA HR試片之次表層與中心層受冷軋平面應變作用之集合組織演化 53
6.2.1.3 BA HR試片之次表層受冷軋剪切應變與平面應變之集合組織演化差異 54
6.2.1.4 BA HR試片之中心層受冷軋剪切應變與平面應變之集合組織演化差異 54
6.2.2 微觀集合組織分析 55
6.2.2.1 BA Type 1 (S to C)試片經冷軋後之微結構與集合組織分布 55
6.2.2.2 BA Type 2 (SS to SS)試片經冷軋後之微結構與集合組織分布 55
6.2.2.3 BA Type 1 (S to C)與BA Type 2 (SS to SS)試片經冷軋後之微結構與集合組織分布之差異 55
6.3 退火軟化曲線 56
6.4 退火處理-再結晶階段 56
6.4.1 巨觀集合組織分析 56
6.4.1.1 BA S-S、SS-S與C-S經不同再結晶階段退火後集合組織之演化 56
6.4.1.2 BA SS-C與C-C經不同再結晶階段退火後集合組織之演化 58
6.4.1.3 BA SS-S與SS-C經不同再結晶階段退火後集合組織演化之比較 60
6.4.1.4 BA C-S與C-C經不同再結晶階段退火後集合組織演化之比較 61
6.4.1.5 BA冷軋試片於再結晶過程之各層集合組織演化比較 63
6.4.2 微觀集合組織分析 64
6.4.2.1 BA Type 1冷軋後經退火處理後達不同再結晶階段之微觀結構與集合組織分布 64
6.4.2.1.1 再結晶晶粒之方位分布函數 66
6.4.2.1.2 再結晶晶粒集合組織之統計 67
6.4.2.1.3 晶粒方位差 68
6.4.2.2 BA Type 2冷軋後經退火處理後達不同再結晶階段之微觀結構與集合組織分布 68
6.4.2.2.1 再結晶晶粒方位分布函數 71
6.4.2.2.2 再結晶晶粒集合組織之統計 71
6.4.2.2.3 晶粒方位差 72
第七章 連續退火製程(APL)與批次退火製程(BA)電磁鋼片之比較與討論 73
7.1熱軋退火製程對熱軋退火試片集合組織分布之差異 73
7.1.1 巨觀集合組織分析(XRD) 73
7.1.2微觀集合組織分析(EBSD) 73
7.1.3 討論 74
7.2熱軋退火試片之集合組織分布與微結構對冷軋試片集合組織分布與微結構之影響 74
7.2.1 巨觀集合組織分析(XRD) 74
7.2.2微觀集合組織分析(EBSD) 75
7.3冷軋應變模式對冷軋試片集合組織分布之影響 76
7.4 不同熱軋退火試片經冷軋後集合組織分佈之差異(XRD) 76
7.4.1討論 77
7.5不同熱軋退火製程之冷軋試片退火軟化曲線與再結晶比例之差異 78
7.6不同熱軋退火製程之冷軋試片經退火後集合組織之演化(XRD) 79
7.6.1討論 83
7.6.1.1冷軋試片退火後之巨觀集合組織與微觀集合組織演化之討論 83
7.6.1.2 APL與BA之冷軋試片退火後集合組織演化之討論 85
第八章 結論 87
參考文獻 88
附錄 212

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